Objetivou-se avaliar o método de espectroscopia por ultrassom (EU) e o efeito do congelamento do leite nas análises de gordura e proteína do leite de vaca. Cem amostras foram analisadas imediatamente após a coleta em tanque de expansão (in natura), congeladas a -20ºC por 30 dias e novamente analisadas por métodos oficiais (gordura por butirômetro de Gerber e proteína por micro-Kjeldahl) e por EU. Observou-se efeito de interação (P < 0,01) entre o método analítico e congelamento do leite. A EU superestimou (P < 0,01) o teor de gordura e subestimou (P < 0,01) o teor de proteína no leite in natura ou congelado. O congelamento não afetou (P = 0,15) o teor de gordura obtido pelo método oficial, mas reduziu o teor de gordura (P < 0,01) obtido com a EU. O congelamento aumentou (P < 0,01) o teor de proteína obtido pelo método oficial, mas reduziu (P < 0,01) quando obtido por EU. Os teores de gordura e proteína do leite obtidos pelo método de EU são divergentes daqueles obtidos por métodos oficiais, independente da amostra ser in natura ou congelada.Palavras-chave: método analítico; análise química; correlação. EFFICACY OF ULTRASONIC SPECTROSCOPY AND FREEZING IN EVALUATION OF MILK CHEMICAL COMPOSITION ABSTRACT: The objective was to evaluate the ultrasound spectroscopy (US) method and the effect of milk freezing on the cow's milk fat and protein analysis. One hundred samples were collected from one milk tank, immediately analyzed, and frozen at -20ºC for 30 days and analyzed again by official method (fat: Gerber butyrometer, protein: micro-Kjeldahl) and US. It was observed effect of interaction (P < 0.01) between analytical method and milk freezing. Ultrasound spectroscopy overestimated milk fat content and underestimated milk protein content on in natura or frozen. The milk freezing for 30 days did not affect the milk fat content obtained by official method (P = 0.15), but it reduced the milk fat content (P < 0.01) obtained by US. The milk freezing increased (P < 0.01) the milk protein content obtained by official method, but reduced (P <0.01) when obtained from US. The milk fat and protein content obtained by US are different from those obtained by official methods, regardless of the sample is in natura or frozen.Keywords: analytical method; chemical analysis; correlation.